3.2吨卷扬机设计与制造

河南工程学院毕业设计 - 1 - 目 录 摘 要 ..................................................................... 2 前 言 ..................................................................... 3 1卷扬机的工作级别 ......................................................... 4 ⑴卷扬机的利用等级 ...................................................... 4 ⑵卷扬机的载荷状态 ...................................................... 4 ⑶工作级别 .............................................................. 5 2选择减速器 ............................................................... 6 3卷筒的设计 ............................................................... 7 3.1卷筒的结构 .......................................................... 7 3.2卷筒容蝇尺寸参数 .................................................... 7 3.3卷筒扭矩的计算 ..................................................... 10 3.4卷筒强度的计算 ..................................................... 10 四 选择电动机 ............................................................. 11 五 钢丝绳的选择 ........................................................... 16 六 卷筒轴的设计 ........................................................... 18 七 制动器的选用 ........................................................... 21 八 卷扬机使用安全常识 ..................................................... 22 致谢 ...................................................................... 25 参考文献 .................................................................. 26 河南工程学院毕业设计

- 2 - 摘 要

垂直提升机的重要组成部件是卷扬机。而垂直提升机是在大批量提升重物时使用的机器。建筑卷扬机是一种超重设备，由于具有结构简单、搬运安装灵活、维护保养简单、操作方便、价格低和可靠性高等优点，所以被广泛应用于物料提升、水平或倾斜曳引重物、打桩、集材冷拉钢筋、设备安装等工作中。 建筑卷扬机可应用于林区的集材工作，建筑业的冷拉钢筋，小型矿井的水平、倾斜运输等水平或倾斜曳引重物的工作和打桩等工作。正因为建筑卷扬机具有多种用途，所以它已不仅用于建筑业，而且在冶金、化工、水电、农业、军事及交通运输等行业中也广泛应用。建筑卷扬机除了在建筑工地、设备安装等方面被广泛应用外，在冶金、矿山等行业中也广泛应用，如高炉料钟和物料的提升，小型矿井的物料提升等。建筑卷扬机用于提升重物时，需要门字架、桅杆等配套设备方能实现。 本文从标准件电动机、减速器、联轴器、制动器等的选择，卷筒设计及其加工工艺等多方面，阐述了垂直提升机设计与制造的全过程。尤其在工艺规程设计中，我们运用了大量的科学的加工理论及计算公式，选择了基面，制定了工艺路线确定了机械加工余量、工序尺寸和毛坯尺寸，最后确定了切削用量及基本工时。 关键词：卷扬机 卷筒 工序尺寸 河南工程学院毕业设计

- 3 - 前 言

毕业设计是在我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及专业课之后进行的。它是一次深入的综合性的总复习，也是一次理论联系实际的训练。 毕业设计的主要目的是培养我们综合运用所掌握的基础理论课，技术理论知识和基本技能来分析和解决工程技术问题的能力，使我们建立正确的工程设计思想。通过毕业设计我们把理论与实践相结合，初步学会了如何编写技术文件、正确使用技术资料手册及相关的工具书，培养了我们严肃认真、一丝不苟和实事求是的工作作风，进一步巩固和提高自己所掌握的基础知识、基本理论和基本技能，提高自己的设计、计算、制图以及计算机绘图的能力。从一名学生向一名工程技术人员转变的过渡过程。 本次设计的题目为活塞杆零件制造工艺规程的制订，是理论性、应用性、实践性、综合性的设计过程。 本设计得到孙海燕老师的悉心指导，并提出了许多宝贵意见和建议，在此深表谢意。由于实践经验不足，设计能力有限，设计中错误难免，敬请批评、指正。 河南工程学院毕业设计

- 4 - 1 卷扬机的工作级别

1.1卷扬机的利用等级 利用等级是表示建筑卷扬机使用的频繁程度，以其在设计寿命期内应完成的总工作循环次数Nt表征。而一个工作循环是指从一个载荷准备提拉时开始到下一个载荷准备提拉时为止的全过程。建筑卷扬机的寿命一般不少于5年，在这个期间内依据工作频率程度的不同，总工作循环Nt可分为8个等级。 因卷扬机的实际使用情况无法统计确定，则假定JK3.2吨卷扬机的使用情况为:每日平均使用时间为4—6小时，使用寿命期限内总使用时间为3200—6400小时，则总的使用寿命为5年；设计寿命期内总工作循环次数Ni=250000次，属于经常轻闲使用情况，由此确定JK3.2吨卷扬机的利用等级为U4。

1.2卷扬机的载荷状态 载荷状态表明卷扬机钢丝绳承受拉力的大小与频繁程度，它于整个使用寿命期限内钢丝绳每次承受的拉力Fi额定拉力Fe 之比（Fi/Fe）和钢丝绳每次承受拉力Fi 作用F的工作循环次数ni，与总工作循环次数Nt之比（ni/Nt）有关。因设计时不知其实际载荷状态，则假定JK3.2卷扬机通常承受1/3—2/3的额定载荷，载荷谱系数Kp=0.25,当量拉力系数

建筑卷扬机利用等级 利用等级 总工作循环次数N2 利用等级 总工作循环次 数Nt 说明

U0 1.6x104 U4 2.5x105 经常地轻闲地使用 U1 3.2x1045 U5 5x105 经常地中地使用

U2 6.3x104 U6 1x106 有时频繁地使用 U3 1.25x105 U7 2x106 频繁地使用 河南工程学院毕业设计

- 5 - Kp=0.6,JK3.2卷扬机的载荷状态为中级Q2。

1.3工作级别 按利用等级和载荷状态的不同，可将建筑卷扬机分为A1—A8，八个工作级别。 JK3.2吨卷扬机利用等级U4,载荷状态Q2则根据GB/T5031-93《建筑卷扬机设计规范》该JK3.2吨卷扬机的工作级别为A5级. ⑷计算拉力 计算拉力是指作用在基准层上钢丝绳拉力,分为疲劳计算拉力、静强度计算拉力和实验拉力。 ① 疲劳计算拉力Fd 疲劳计算拉力采用当量拉力，考虑的工况是卷扬机在正常工作情况下钢丝绳承的拉力。 Fd=Kd*Fe=0.9*32KN=28.8KN ② 静强度计算拉力Fjmax 静强度计算拉力是考虑卷扬机作业可能出现的最大拉力，此时零件的强度不得超过材料的许用拉力。动载系数按规范取φ=1.6 Fjmax=Fe=1.6*32KN=51.2KN ③ 试验拉力 卷扬机的强度用试验拉力进行验算,取下面两种情况的计算. 静载试验拉力Fsj Fsj=1.25Fe=1.25*32KN=40KN 动载荷试验拉力Fsd Fsd=1.1Fe=1.1*32KN=35.2KN

1．电机 2．弹性联轴器 3．减速器 4．过轮 5．主轴装置 6．离合螺旋 7．带式制动器 图1 原传动及工作原理图 河南工程学院毕业设计 - 6 - 2 选择减速器 由于本减速器用于各种起重运输机械及其它各种机械中作为减速之用。所以选择其型号为ZQ350。该系列圆柱齿轮减速机是两级三轴圆柱渐开线齿轮传动，箱体结构为水平分割全封闭式，机械性能好，工作可靠，维护方便。本机还具有过载能力强，耐冲击、惯性力矩小，适用于起重频繁和正、反向运转的特点。其联动方式可用联轴器直接联动，也可用链条、皮带挠性联动。ZQ型两级传动的外啮合渐开线圆柱齿轮减速器。主要用于起重机械、矿山、冶金、建筑，也可以用于运输、通用、化工和轻工等机械行业。（具体参数计算如下） 卷筒转速nj(r/min)

nj=jeDV310*=300*14.310*253=26.54(r/min) 卷扬机总传动比i i=ne/nj=940/26.54=35.42 取减速器的速比ij=35.42 考虑是普通减速器，无特殊的要求帮采用软齿轮转动，由表知选大、小齿轮材料为45号钢小齿轮调制处理，硬度为240HBS，大齿轮正火处理200HBS。 由于本卷扬机主要用于起重机械、矿山、冶金、建筑，也可以用于运输、通用、化工和轻工等机械行业。减速器的型号为ZQ—350—35.42。